【项目实战】从终端到浏览器：实现 ANSI 字体在前端页面的彩色展示

前言

在学习和工作中，我们经常需要使用日志来记录程序的运行状态和调试信息。而为了更好地区分不同的日志等级，我们可以使用不同的颜色来呈现，使其更加醒目和易于阅读。

在下图运行结果中，我们使用了 colorlog 库来实现彩色日志输出。通过定义不同日志等级对应的颜色，我们可以在控制台中以彩色的方式显示日志信息。例如，DEBUG 级别的日志使用白色，INFO 级别的日志使用绿色，WARNING 级别的日志使用黄色，ERROR 级别的日志使用红色，CRITICAL 级别的日志使用蓝色。

但是在查看日志文件时，我们会发现日志信息是系统默认的字体颜色，并且前后多了一些特殊符号，例如 [32m 等。这是因为在控制台中使用的是 ANSI 转义序列来实现彩色文本效果，而这些特殊符号是 ANSI 转义序列的一部分。如下图所示：

现在有一个需求，在前端页面直接查看日志内容并还原彩色文本效果，因此，我们将进行以下内容讲解：

1. 什么是 ANSI 转义序列？
2. 如何在前端页面直接查看日志内容？
3. 如何在前端页面还原彩色文本效果？

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ANSI 转义序列

ANSI 转义序列是美国国家标准化组织（American National Standards Institute，ANSI）制定的标准，是一种用于控制文本终端显示的特殊字符序列。它们以 \033[ 开头，以字母和数字组合的形式表示不同的控制功能。

ANSI 转义序列可以用于控制文本的颜色、背景色、文本样式（如粗体、斜体等）、光标位置、清屏等操作。通过在输出文本中插入适当的 ANSI 转义序列，可以实现丰富的终端显示效果。

以下是一些常用的 ANSI 转义序列示例：

• \033[0m：重置所有属性，恢复默认设置；
• \033[31m：设置文本颜色为红色；
• \033[42m：设置背景颜色为绿色；
• \033[1m：设置文本为粗体；
• \033[4m：设置文本为下划线；
• \033[2J：清屏；

需要注意的是，ANSI 转义序列在不同的终端和操作系统上的支持程度可能会有所不同。在某些终端中，可能无法正确解释和显示 ANSI 转义序列。

我们以 \033[31m 和 \033[42m 为例，输出一个绿底红字的句子 Hello World! --sidiot.，代码如下所示：

log.debug("\033[42m\033[31mHello World! --sidiot.\033[0m\033[0m")

运行结果：

前端页面直接查看日志内容

这里的话，我们使用 Python 的 http.server 模块来启动一个简单的 HTTP 服务器。

比较快捷的方式就是在日志文件夹中打开终端，输入 python -m http.server 8888 即可，运行结果如下所示：

不过这种方式相对来说还是不太安全的，因此我们可以通过设置白名单的方式，来规避一些潜在的安全隐患，代码如下所示：

import http.server
import socketserver

class HTTPRequestHandler(http.server.SimpleHTTPRequestHandler):
    def check_client_address(self):
        # 设置白名单，只允许特定的IP地址或主机访问
        whitelist = ['127.0.0.1', 'localhost']

        client_address = self.client_address[0]
        if client_address not in whitelist:
            self.send_response(403)
            self.end_headers()
            self.wfile.write(b'Forbidden. Please contact sidiot.')
            return False

        return True

    def do_GET(self):
        if not self.check_client_address():
            return
        
        super().do_GET()

with socketserver.TCPServer(('0.0.0.0', 8888), HTTPRequestHandler) as httpd:
    httpd.serve_forever()

目前本机的 IP 为 192.168.124.23，当我们以 127.0.0.1 来访问 8888 服务端口时，访问是成功的，但是当我们用 192.168.124.23 来访问服务端口时，访问是失败的。

运行结果：

现在我们点击文件，它会直接通过浏览器直接下载，但是我们需要的是在网页上能够直接阅览文件中的内容，因此我们可以从 do_GET() 下手。

我们可以设计一个根据传入的文件名参数，读取本地文件并作为响应结果进行返回的方法，然后根据一定的规则进行触发，代码如下所示：

def read_file(self):
    try:
        self.send_response(200)
        self.send_header("Content-Type", "text/plain; charset=utf-8")
        self.end_headers()
        self.wfile.write(open(self.path[6:], 'rb').read())

    except FileNotFoundError:
        self.send_response(404)
        self.end_headers()
        self.wfile.write(b'File not found!')

def do_GET(self):
    if self.check_client_address():
        if self.path.startswith("/?log="):
            self.read_file()
        else:
            super().do_GET()

上述代码通过检查请求的资源路径来处理 GET 请求。如果请求的资源路径前缀是 /?log=，且是当前目录下存在的日志文件，它会读取文件并将其内容作为响应发送。否则，它会使用基类的默认行为处理普通的 GET 请求。

运行结果：

至此，我们已经实现了前端页面直接查看日志内容的功能。

前端页面还原彩色文本效果

原理分析

当我们想要在前端页面展示 ANSI 字体的彩色效果时，我们只需要简单地将 ANSI 转义序列转换成相应的 HTML 代码就可以实现了。这个转换过程实际上可以通过编写一个 Python 函数来实现，该函数可以接受包含 ANSI 控制码的字符串作为输入，并将其转换为带有相应样式的 HTML 代码输出，代码如下所示：

def convert_ansi_to_html(ansi_text):
    ansi_to_html = {
        '\x1b[31m': '<span style="color: red;">',
        '\x1b[42m': '<span style="background-color: green;">',
        ...,
    }
    html_text = re.sub(r'\x1b[[0-9;]*m', lambda match: ansi_to_html.get(match.group(0), ''), ansi_text)

    return html_text


if __name__ == '__main__':
    ansi = "\033[42m\033[31mHello World! --sidiot.\033[0m\033[0m"
    print(ansi)
    html = convert_ansi_to_html(ansi)
    print(f"convert content: {html}")

需要注意的是，在 ANSI 转义序列中，\x1b 和 \033 都代 表ASCII 码中的 Escape 字符，用于开始一个转义序列。

运行结果：

使用 ansiconv 转换

接下来，我们借助已有的库函数 ansiconv 进行 ANSI 的转换。

通过 pip 进行安装：

pip install ansiconv

根据 ansiconv 的官方文档使用其中的三个方法 to_plain()，to_html() 和 base_css() 来实现在前端页面展示 ANSI 字体的彩色效果，代码如下所示：

import ansiconv

ansi = "\033[42m\033[31mHello World! --sidiot.\033[0m\033[0m"
print(f"Ansi: {ansi}")
plain = ansiconv.to_plain(ansi)
html = ansiconv.to_html(ansi)
print(f"Convert Plain: {plain}")
print(f"Convert HTML: {html}")

在 base_css() 中会有相关的 CSS 映射表，如下所示：

css_rule('.ansi31', color="#FF0000"),
css_rule('.ansi42', background_color="#00FF00"),

运行结果：

研究 ansiconv 源码

我们将通过研究 ansiconv 的源码，以便深入了解它是如何将 ANSI 转换成纯文本或 HTML 代码的工作原理。

to_plain() 的源码如下所示：

上述代码使用正则表达式匹配字符串中的 ANSI 转义序列，并将其替换为空字符串，从而得到不包含转义序列的纯文本。

正则表达式的含义如下：

• \x1B：匹配 ESCAPE 字符；
• \[：匹配左方括号；
• [0-9;]*：匹配零个或多个数字或分号；
• [ABCDEFGHJKSTfmnsulh]：匹配 ANSI 转义序列中的控制字符；

我们通过 re.findall() 方法来获取所有匹配的结果，这样够清晰地捕获所有符合条件的匹配项，从而更好地理解 ansiconv 是如何进行 ANSI 到纯文本的转换，代码如下所示：

ansi = "\033[42m\033[31mHello World! --sidiot.\033[0m\033[0m"
print(re.findall(r'\x1B[[0-9;]*[ABCDEFGHJKSTfmnsulh]', ansi))

运行结果：

---

to_html() 的源码如下所示：

上述代码将 ANSI 字符串分割成块，并对每个块调用 _block_to_html() 函数进行解析和转换，同时还处理了 ANSI 命令 "A"，模拟向上移动光标的行为。如果 replace_newline 为 True，则 HTML 字符串中的换行符 \n 将替换为 <br />\n 以保留 HTML 输出中的换行符。

其中 _block_to_html() 的源码如下所示：

上述代码使用正则表达式匹配 ANSI 代码，并根据匹配结果生成对应的 HTML 代码。

正则表达式的含义：

• ^：表示匹配字符串的开头。
• \[：匹配左方括号 [。
• (?P<code>\d+(?:;\d+)*)?：这是一个命名捕获组，用于匹配 ANSI 代码中的数字部分。它由以下组成：
  • \d+：匹配一个或多个数字。
  • (?:;\d+)*：这是一个非捕获组，用于匹配分号 ; 和一个或多个数字的重复出现。(?: ... ) 表示非捕获组，* 表示重复零次或多次。
• (?P<command>[Am])：这是另一个命名捕获组，用于匹配 ANSI 代码中的命令部分。它由以下组成：
  • [Am]：匹配字符 A 或 m。

我们可以通过运行源码里的部分代码来帮助理解，代码如下所示：

text = ("\x1B[0;32;45msidiot\n"
        "\033[42m\033[31mHello World! --sidiot.\033[0m\033[0m")
print(text)
blocks = text.split('\x1B')
print(blocks)
for block in blocks:
    match = re.match(r'^[(?P<code>\d+(?:;\d+)*)?(?P<command>[Am])', block)
    if match is not None:
        print("\nmatch:", match, ", code:", match.group('code'), ", command:", match.group('command'))

运行结果：

实际应用

通过深入理解 ANSI 转换思路和 ansiconv 源码，我们可以为之前的 http.server 服务带来全新的优化。

首先，将原先的 read_file() 方法进行优化，代码如下所示：

def read_file(self, content_type, file_io):
    try:
        self.send_response(200)
        self.send_header("Content-Type", f"{content_type}; charset=utf-8")
        self.end_headers()
        self.wfile.write(file_io)

    except FileNotFoundError:
        self.send_response(404)
        self.send_header("Content-Type", "text/plain; charset=utf-8")
        self.end_headers()
        self.wfile.write(b'File not found!')

上述代码通过接收 content_type 和 file_io 两个参数，实现将自定义内容作为响应返回给客户端。

然后修改请求路径，使其能够返回纯文本 和 HTML 两种不同类型的内容，代码如下所示：

def do_GET(self):
    if self.check_client_address():
        if self.path.startswith("/?plain="):
            file = open(self.path[8:], 'rb').read()
            plain = ansiconv.to_plain(file.decode('UTF-8'))
            self.read_file("text/plain", plain.encode())
        elif self.path.startswith("/?html="):
            file = open(self.path[7:], 'rb').read()
            conv = ansiconv.to_html(file.decode('UTF-8'))
            css = ansiconv.base_css()
            html = """
            <html>
              <head><style>{0}</style></head>
              <body>
                <pre class="ansi_fore ansi_back">{1}</pre>
              </body>
            </html>
            """.format(css, conv)
            print(html)
            self.read_file("text/html", html.encode())
        else:
            super().do_GET()

这里要注意的是，需要设置 CSS 样式，不然 class 类是无法进行渲染的。

纯文本运行结果：

HTML 运行结果：

后记

在本文中，我们探讨了如何实现将 ANSI 字体在前端页面进行彩色展示的方法。在前端页面中直接显示 ANSI 转义序列是不起作用的，因为浏览器不会解析和处理这些转义序列。

为了在前端页面实现彩色展示，我们介绍了一种方法，即将 ANSI 转义序列转换为对应的 HTML 代码。通过解析 ANSI 转义序列并将其转换为适当的 HTML 标签和样式，我们可以在前端页面上还原彩色文本的效果。

在本文中，我们使用了 Python 中的 ansiconv 库来实现 ANSI 转换。该库提供了 to_plain 和 to_html 两个方法，分别用于将 ANSI 转义序列转换为纯文本和 HTML 代码。我们还展示了如何使用这些方法来转换 ANSI 字符串，并在前端页面上显示转换后的结果。

通过本文的介绍，读者可以了解到如何在前端页面实现彩色文本的展示，从而提升用户体验和可读性。无论是在日志查看器、终端模拟器还是其他需要展示彩色文本的应用中，这种技术都能发挥重要作用。

以上就是 从终端到浏览器：实现 ANSI 字体在前端页面的彩色展示 的所有内容了，希望本篇博文对大家有所帮助！欢迎大家持续关注我的博客，一起分享学习和成长的乐趣！✨

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